用于驾驶员行为指导和按需移动充电的智能机动车辆、系统和控制逻辑技术方案

本发明专利技术题为“用于驾驶员行为指导和按需移动充电的智能机动车辆、系统和控制逻辑”。本发明专利技术提供了用于驾驶员指导和按需车辆充电的智能车辆系统和控制逻辑，用于制造/使用此类系统的方法，以及具有实时生态路线规划和自动化驾驶能力的机动车辆。用于控制车辆的操作的方法包括：确定车辆的起点和目的地；进行地理空间查询以标识用于从起点横穿到目的地的候选路线；基于车辆电池组的当前电特性确定车辆的估计驾驶范围；响应于估计驾驶范围小于候选路线的距离，评估候选路线的能量特性以得出到达目的地的估计能量消耗；使用估计能量消耗，生成具有扩展的估计驾驶范围的车辆操纵和/或附件使用动作的动作计划；以及命令常驻车辆子系统基于行动计划执行控制操作。

Intelligent motor vehicle, system and control logic for driver behavior guidance and on-demand mobile charging

【技术实现步骤摘要】
用于驾驶员行为指导和按需移动充电的智能机动车辆、系统和控制逻辑
技术介绍
本公开整体涉及车辆能量使用估计和路线规划。更具体地，本公开的方面涉及具有用于预测生态路线规划和自适应驾驶控制的控制逻辑的智能机动车辆。当前生产的机动车辆，诸如现代汽车，最初配备有动力总成，其操作以推进车辆并为车辆的车载电子器件供电。例如，在汽车应用中，车辆动力总成通常以原动机为代表，其通过手动或自动换挡的多速变速器和最终驱动系统(例如，差速器、半轴等)向车辆的车轮递送驱动功率。历史上，汽车一直由往复活塞式内燃机(ICE)组件提供动力，这是由于ICE的立即可用性和相对廉价的成本、轻重量和总体效率。作为一些非限制性示例，此类发动机包括二冲程和四冲程压缩点火(CI)柴油发动机、四冲程火花点火(SI)汽油发动机、六冲程架构和旋转发动机。另一方面，混合动力车辆和全电动车辆利用另选动力源来推进车辆，并且因此最小化或消除对基于化石燃料的发动机的牵引动力的依赖。混合动力车辆动力总成利用多个牵引动力源来推进车辆，最常见的是与电池供电或燃料电池供电的电动马达一起操作内燃发动机组件。例如，混合动力电动车辆(HEV)存储电能和化学能二者，并将其转换成机械动力以驱动车辆的车轮。HEV通常配备有电机(E-machine)，其通常为马达/发电机单元(MGU)的形式，与ICE并联或串联操作。串联混合动力架构从(一个或多个)电动马达获得所有的牵引动力，并因此消除了发动机和最终驱动构件之间的任何驱动机械连接。相比之下，并联混合动力架构的发动机和马达/发电机组件各自具有到动力传动装置的驱动机械耦接装置。由于混合动力车辆被设计成从除ICE之外的源获得其动力，因此当车辆由(一个或多个)电动马达推进时，HEV中的发动机可全部或部分地关闭。全电动车辆(FEV)，俗称“电动汽车”，是另选类型的电动车辆配置，其完全消除了动力总成系统的内燃机和附属外围部件，仅依靠电动牵引马达来推进车辆。例如，电池电动车辆(BEV)利用储存在可充电的车载电池组内的能量而不是燃料箱、燃料电池或飞轮来为(一个或多个)电动马达提供动力。电动车辆采用了经由动力总成控制模块(PCM)管理的电力分配系统，用于在车载电池组和(一个或多个)电动马达之间来回传输电能。插入式电动车辆(PEV)变体允许电池组经由住宅或商用车辆充电站从外部电源诸如公共电网再充电。随着车辆处理、通信和传感能力的不断改善，制造商坚持提供更加系统自动化的驾驶能力，最终实现商业化全自动车辆的愿望，这些车辆能够在城市和乡村情况下的异质车辆类型之间操作。原始设备制造商(OEM)正在向车辆到车辆(V2V)和车辆到基础设施(V2I)“通话”汽车发展，将无线连接(例如，专用短程通信)与更高级别的驾驶自动化相结合，其采用了自动转向、制动和动力总成系统以实现无人驾驶车辆操作。自动化路线生成系统利用车辆状态和动态传感器、道路地图数据和路径预测算法来提供车辆路线规划和重新路线规划以及自动化车道中心和车道变换预测、情景规划等。出于本公开的目的，术语“自动化”和“自动”车辆可以同义且可互换地使用，以表示具有部分辅助和/或完全自动驾驶能力的车辆，包括可归类为汽车工程师协会(SAE)2级、3级、4级或5级车辆的任何相关车辆平台。现在，许多汽车配备有车载车辆导航系统，该系统利用全球定位系统(GPS)收发器与导航软件和地图数据库协作以获得与车辆当前位置相关联的道路地形、交通和限速信息。高级驾驶员辅助系统(ADAS)和自动驾驶系统通常能够基于由车载导航系统获得的道路信息来适应某些自动化驾驶操纵。例如，基于Ad-hoc网络的ADAS采用GPS和标测数据结合多跳地理定位V2V和V2I数据交换，以有利于自动化车辆操纵和动力总成控制。在辅助和无辅助车辆操作期间，常驻导航系统可基于针对给定行程的路线起点和路线目的地之间的估计最短时间或估计最短距离来确定推荐行进路线。然后，该推荐行进路线可在地理编码和注释的地图上显示为地图轨迹或逐向驾驶导航。此类用于路线规划的常规方法虽然有效地确定到期望目的地的最短行进距离/时间，但是没有考虑管理车辆操作的最节能路线或最有利的路线。
技术实现思路
本文公开了具有用于驾驶员行为指导和按需移动车辆充电的伴随控制逻辑的智能车辆系统，制造方法和使用此类系统的方法，以及具有实时生态路线规划和自适应驾驶控制能力的机动车辆。以举例的方式，提供了新颖的驾驶员行为建议和指导算法，以帮助最大化电动驱动车辆范围。代表性的控制算法得出决定性的动作计划，该计划被呈现给驾驶员以例如基于EV范围预测技术补救其建立的场景，即车载电力存储系统的能量不足以使车辆达到期望的目的地或充电站。使用实时和前瞻性数据，诸如道路图、地形、天气、速度限制等，车辆为驾驶员提供用于车辆操作和附件使用的能量使用优化指令，以帮助确保车辆安全实现低范围/充电状态(SOC)情况下用户选择的目的地。控制逻辑可主动地更新和调节得出的动作计划以扩展EV范围，并且在预先确定的情况下发起按需移动充电递送。虽然上文参考FEV应用讨论，但所公开的控制方法可适用于混合和ICE动力总成应用。所公开的生态路线规划和指导技术有助于扩展e驾驶范围(例如，用于HEV和FEV应用)和/或提高总体车辆燃料经济性(例如，用于混合和ICE应用)，同时改善ADAS和自动驾驶功能。控制器生成的驾驶员动作计划有助于确定受车辆乘员可测量地影响的车辆功能，诸如驱动功率、车辆速度、加速/减速、以及转弯、HVAC和信息娱乐使用等。动作计划为驾驶员提供指令以优化这些车辆功能的对应功率目标，同时伴随保持能量缓冲器以到达预期目的地。用户位置和时间序列充电数据可用于创建用户活动基线，包括驾驶员的日常通勤和活动计划的快照；基线数据可用于检测日常行为中的偏差，以便在它们发生之前识别无法到达的目的地场景。可采用按需充电递送，例如经由车辆到车辆或路边援助充电，以方便且快速地使主车辆返回到基线驾驶范围。其他附带的益处包括能够创建和优化另选路线，其最大化功率使用并增加对充电位置的可访问性。另外，可分配和安排按需充电资产以拦截车辆，或可根据用户的请求部署按需充电资产以进行按需充电。本公开的各方面涉及用于优化车辆能量使用的实时生态路线规划技术和自适应驾驶控制算法。例如，提出了用于控制机动车辆的操作以扩展驾驶范围的方法。该车辆包括多个车轮；可操作为驱动车轮中的一个或多个的原动机(例如，ICE和/或MGU)；可操作为给原动机提供动力的储能装置(例如，电池组和/或燃料箱)；以及控制原动机的常驻或远程车辆控制器。该代表性方法以任何顺序并且与以上和以下公开的选项和特征中的任一个的任何组合包括：例如经由车辆控制器通过与图形人机接口(HMI)和GPS收发器、蜂窝数据芯片等的协同操作来确定机动车辆的起点和目的地；例如经由车辆控制器通过常驻或远程存储器存储的地图数据库进行地理空间查询，以标识具有用于从车辆起点横穿到所选目的地的对应路线距离的候选路线；例如经由车辆控制器基于储能装置的当前状态(例如，电池组的当前SOC)确定机动车辆的估计驾驶范围；响应于估计驾驶范围小于候选路线的距离，评估候选路线的各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制机动车辆的操作的方法，所述机动车辆包括多个车轮；可操作为驱动所述车轮中的至少一个从而推进所述机动车辆的原动机；可操作为给所述原动机提供动力的储能装置；以及可操作为控制所述原动机的车辆控制器，所述方法包括：/n经由所述车辆控制器确定所述机动车辆的车辆起点和车辆目的地；/n经由具有存储器存储的地图数据库的所述车辆控制器来进行地理空间查询，以标识具有用于所述机动车辆从所述车辆起点横穿到所述车辆目的地的候选路线距离的候选路线；/n经由所述车辆控制器基于所述储能装置的当前状态确定所述机动车辆的估计驾驶范围；/n经由所述车辆控制器响应于所述估计驾驶范围小于所述候选路线距离，评估所述候选路线的多个能量特性，以确定到达所述车辆目的地的估计能量消耗；/n经由所述车辆控制器基于所述估计能量消耗，生成具有车辆操纵动作和/或附件使用动作的动作计划，所述动作计划被确定为将所述估计驾驶范围增大到扩展的驾驶范围；以及/n经由所述车辆控制器向常驻车辆子系统发送命令信号以基于所述动作计划执行控制操作。/n

【技术特征摘要】
20181016 US 16/1613501.一种用于控制机动车辆的操作的方法，所述机动车辆包括多个车轮；可操作为驱动所述车轮中的至少一个从而推进所述机动车辆的原动机；可操作为给所述原动机提供动力的储能装置；以及可操作为控制所述原动机的车辆控制器，所述方法包括：
经由所述车辆控制器确定所述机动车辆的车辆起点和车辆目的地；
经由具有存储器存储的地图数据库的所述车辆控制器来进行地理空间查询，以标识具有用于所述机动车辆从所述车辆起点横穿到所述车辆目的地的候选路线距离的候选路线；
经由所述车辆控制器基于所述储能装置的当前状态确定所述机动车辆的估计驾驶范围；
经由所述车辆控制器响应于所述估计驾驶范围小于所述候选路线距离，评估所述候选路线的多个能量特性，以确定到达所述车辆目的地的估计能量消耗；
经由所述车辆控制器基于所述估计能量消耗，生成具有车辆操纵动作和/或附件使用动作的动作计划，所述动作计划被确定为将所述估计驾驶范围增大到扩展的驾驶范围；以及
经由所述车辆控制器向常驻车辆子系统发送命令信号以基于所述动作计划执行控制操作。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于所述估计驾驶范围小于所述候选路线距离，进行第二地理空间查询以标识具有用于从所述车辆起点横穿到所述车辆目的地的第二候选路线距离的第二候选路线；以及
响应于所述估计驾驶范围不小于所述第二候选路线距离，使用所述第二候选路线输出从所述车辆起点横穿到所述车辆目的地的指令。


3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
响应于所述估计驾驶范围小于所述第二候选路线距离，评估所述第二候选路线的多个能量特性，以确定到达所述车辆目的地的第二估计能量消耗；
经由所述车辆控制器基于所述第二估计能量消耗，生成具有第二车辆操纵动作和/或第二附件使用动作的第二动作计划，所述第二动作计划被确定为扩展所述估计驾驶范围；以及
经由所述车辆控制器向常驻车辆子系统发送第二命令信号以基于所述第二动作计划执行第二控制操作。


4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
在生成所述动作计划或所述第二动作计划之前，确定所述估计能量消耗是否大于或小于所述第二估计能量消耗，
其中生成所述动作计划响应于所述估计能量消耗小于所述第二估计能量消耗，并且
其中生成所述第二动作计划响应于所述估计能量消耗大于所述第二估计能量消耗。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·P·林德曼，B·J·本菲尔德，J·M·克拉拉汉，R·史黛丝，F·V·雷耶斯，K·维尔马，A·K·路易斯，A·S·哈拉，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US